- •Грунтознавство
- •1. Предмет і завдання грунтознавства
- •10. Біогеохімія грунтоутворення та грунтотворний процес
- •11. Систематика, класифікація та загальні закономірності географії грунтів
- •12. Грунти арктичних і тундрових областей
- •13. Грунти бореальних областей
- •14. Грунти суббореальних областей
- •15. Грунтовий покрив субтропіків
- •1. Предмет і завдання грунтознавства
- •1.1. Поняття про грунт
- •1.2. Грунтознавство як наука, його основні положення
- •1.3. Короткий огляд історії вивчення грунту
- •1.4. Розвиток грунтознавства в Україні
- •1.5. Методологія і методи дослідження грунту
- •1.6. Місце та роль грунту в природі й діяльності людини
- •1.7. Значення грунтознавства для фізичної географії, екології та охорони навколишнього середовища
- •Контрольні питання
- •2. Морфологія грунту
- •2.1. Фазовий склад грунту
- •2.2. Морфологічна будова грунту
- •2.3. Основні морфологічні ознаки генетичних горизонтів
- •2.3.1 .Забарвлення грунту
- •2.3.2. Структура грунту
- •I тип: 1 – крупногрудкувата; 2 – грудкувата; 3 – дрібногрудкувата;
- •2.3.3. Гранулометричний склад грунту
- •2.3.4. Складення грунту
- •2.3.5. Новоутворення і включення
- •2.4. Грунтовий профіль, грунтові горизонти та їх індексація
- •2.5. Переходи між горизонтами в профілі
- •Контрольні питання
- •3. Вивітрювання, грунтоутворюючі породи і мінеральна частина грунту
- •3.1. Вивітрювання гірських порід
- •3.2. Грунтоутворюючі породи та їх категорії
- •3.3. Первинні мінерали
- •3.4. Вторинні мінерали
- •3.5. Фізичні властивості грунтів і порід
- •Контрольні питання
- •4. Хімічний склад мінеральної частини грунту
- •4.1. Загальний хімічний склад грунтів
- •4.2. Хімічні елементи та їх сполуки у грунтах
- •Контрольні питання
- •5. Органічна речовина грунту
- •5.1. Джерела гумусу у грунті
- •5.2. Перетворення органічних речовин у грунті та процес гумусоутворення
- •5.3. Гумус: склад, властивості
- •5.4. Органо-мінеральні сполуки в грунті
- •5.5. Груповий та фракційний склад гумусу
- •5.6. Екологічне значення гумусу та регулювання його вмісту
- •5.7. Географічні та екологічні закономірності розповсюдження гумусових речовин
- •Контрольні питання
- •6. Грунтові колоїди та поглинальна здатність грунту
- •6.1. Склад грунтових колоїдів та їх головні ознаки
- •6.2. Фізичний стан грунтових колоїдів
- •6.3. Природа та види поглинальної здатності грунтів
- •6.4. Грунтовий поглинальний комплекс та його характеристики
- •6.5. Екологічне значення поглинальної здатності
- •Контрольні питання
- •7. Рідка та газова фази грунту
- •7.1. Стан і форми води в грунтах
- •7.2. Водно-фізичні властивості грунту
- •7.3. Грунтовий розчин
- •7.4. Кислотність грунтів, її форми
- •7.5. Лужність грунтів та її форми
- •7.6. Окисно-відновний режим грунтів
- •7.7. Грунтове повітря
- •Контрольні питання
- •8. Родючість грунту
- •8.1. Фактори і закономірності природної родючості грунтів
- •8.2. Категорії грунтової родючості, їх суть і коротка характеристика
- •8.3. Підвищення родючості та окультурювання грунтів
- •8.4. Закон "спадаючої родючості грунтів", його критика
- •Контрольні питання
- •9. Фактори грунтоутворення
- •9.1. Поняття про фактори грунтоутворення
- •9.2. Роль живих організмів у грунтоутворенні
- •9.2.1. Роль первинних продуцентів у процесах грунтоутворення
- •9.2.2. Водорості та лишайники – "піонери" грунтоутворення
- •9.2.3. Грунтова фауна та грунтоутворення
- •9.2.4. Роль мікроорганізмів у грунтоутворенні
- •9.2.5. Біогенне структуроутворення
- •9.3. Клімат як фактор грунтоутворення, його характерні особливості
- •9.3.1. Водний режим грунтів
- •Мертвий горизонт
- •9.3.2. Теплові властивості й тепловий режим грунтів
- •9.4. Роль у грунтоутворенні материнської породи, рельєфу місцевості
- •9.5. Значення віку і господарської діяльності людини у грунтоутворенні
- •Контрольні питання
- •10. Біогеохімія грунтоутворення та грунтотворний процес
- •10.1. Біосфера Землі, її характерні особливості
- •10.2. Поняття про природну систему, її будову, властивості та структурну організацію
- •10.3. Великий геологічний кругообіг речовин
- •10.4. Кора вивітрювання, типи кори вивітрювання
- •10.5. Малий біологічний кругообіг речовин
- •10.6. Міграційні потоки елементів
- •10.7. Геохімічні бар'єри та ареали акумуляції
- •10.8. Баланс грунтоутворення
- •10.9. Загальна схема грунтоутворення
- •10.10. Концепція елементарних грунтотворних процесів та їх характеристика
- •10.11. Тип грунтоутворення
- •Контрольні питання
- •11. Систематика, класифікація та загальні закономірностігеографії грунтів
- •11.1. Поняття про класифікацію грунтів
- •11.2. Закономірності розміщення грунтів на земній поверхні
- •11.3. Основи грунтово-географічного районування. Грунтово-біокліматичні пояси, області, зони, провінції, округи, райони
- •11.4. Грунтово-географічне районування та загальна схема грунтового покриву України
- •Контрольні питання
- •12. Грунти арктичних і тундрових областей
- •12.1. Арктичні грунти
- •12.2. Тундрові глейові грунти
- •Контрольні питання
- •13. Грунти бореальних областей
- •13.1. Підзолисті грунти тайгово-лісової зони
- •13.2. Дерново-підзолисті грунти
- •13.3. Мерзлотно-тайгові грунти
- •13.4. Болотні грунти
- •13.5. Дернові грунти
- •13.6. Болотно-підзолисті грунти
- •Контрольні питання
- •14. Грунти суббореальних областей
- •14.1. Грунтовий покрив суббореальних лісових областей. Бурі лісові грунти
- •14.2. Грунти суббореальних степових областей
- •14.2.1. Грунти зони Лісостепу
- •14.2.1.1. Сірі лісові грунти
- •14.2.1.2. Чорноземи Лісостепу
- •14.2.2. Чорноземи степу
- •14.2.3. Грунти сухого степу
- •14.2.4. Засолені грунти
- •14.2.4.1. Засолені грунти, солончаки
- •14.2.4.2. Солонці
- •14.2.4.3. Солоді
- •14.3. Грунти суббореальних напівпустель. Бурі напівпустельні грунти
- •14.4. Грунти суббореальних пустель
- •14.4.1. Сіро-бурі пустельні грунти
- •14.4.2. Пустельні примітивні грунти
- •14.4.3.Такири
- •Контрольні питання
- •15. Грунтовий покрив субтропіків
- •15.1. Грунти вологих субтропічних лісів
- •15.2. Грунти сухих (ксерофітних) субтропічних лісів і чагарникових степів
- •15.2.1. Коричневі грунти
- •15.2.2. Сіро-коричневі грунти
- •15.3. Грунти субтропічних напівпустель і пустель
- •Контрольні питання
- •16. Грунтовий покрив тропіків
- •16.1. Грунти постійно вологих тропічних лісів
- •16.2. Грунти сезонно-вологих лісів і високотравних саван
- •16.3. Грунти тропічних ксерофітних лісів
- •16.4. Грунти тропічних сухих саван
- •16.5. Грунти тропічних напівпустель і пустель
- •Контрольні питання
- •17. Алювіальні грунти
- •17Л. Заплавне грунтоутворення
- •17.2. Класифікація та властивості алювіальних грунтів
- •17.3. Сільськогосподарське використання алювіальних грунтів
- •Контрольні питання
- •18. Гірські грунти
- •18.1. Загальні особливості грунтоутворення на гірських схилах
- •18.2. Особливості будови, складу і властивостей гірських грунтів
- •18.3. Грунти Українських Карпат
- •18.4 Сільськогосподарське використання гірських грунтів
- •Контрольні питання
- •19. Охорона грунтів
- •19.1. Завдання охорони грунтів
- •19.2. Патологія грунтового профілю та генетичних горизонтів
- •19.2.1. Охорона грунтів від ерозії та дефляції
- •19.2.2. Охорона грунтів від переущільнення
- •19.2.3. Виведення грунтів з діючих екосистем та рекультивація порушених ландшафтів
- •19.3. Порушення біоенергетичного режиму едафотопів та екосистем
- •19.3.1. Захист грунтів від девегетації та дегуміфікації
- •19.3.2. Грунтовтома, токсикоз та виснаження едафотопів
- •19.4. Порушення водного і хімічного режиму едафотопів
- •19.4.1. Опустелювання грунтів
- •19.4.2. Селі та зсуви
- •19.4.3. Захист грунтів від процесів вторинного засолення, осолонцювання і злитизації
- •19.4.4. Вторинна кислотність грунтів
- •19.4.5. Охорона грунтів від переосушення
- •19.5. Забруднення та хімічне отруєння грунтів
- •19.5.1. Захист грунтів від забруднення агрохімікатами
- •19.5.2. Захист грунтів від впливу продуктів техногенезу
- •19.6. Патологія грунтів і здоров'я людини
- •19.7. Моніторинг грунтів
- •Контрольні питання
- •Термінологічний словник
- •Список рекомендованої літератури Основна
- •Додаткова
10.8. Баланс грунтоутворення
Грунтоутворюючий процес складається з 4-х компонентів речовинно-енергетичного балансу:
1) притоку речовини й енергії в грунт;
2) перетворення речовин і енергії в грунті;
3) переміщення речовин і енергії в грунті;
4) відтоку речовин і енергії з грунту.
Всі ці складові утворюють єдність, визначають направленість грунтоутворюючого процесу, будову, склад і властивості грунту. Баланс речовин при грунтоутворенні – це співвідношення між приходом речовин в грунт та їх відтоком з нього за певний відрізок часу.
В.А. Ковда визначив декілька форм балансу речовин залежно від довжини охопленого ним часу: 1) віковий, який має геологічний відрізок часу і зв'язаний з формуванням геоморфології місцевості; 2) періодичний (циклічний), який охоплює відрізок часу приблизно 11-22 років, очевидно, пов'язаний з періодичною активністю Сонця; 3) річний, який вкладається в річний гідрологічний цикл території; 4) на зрошуваній території виділяють міжполивний баланс речовин, який складається з коротких відрізків часу між поливами.
Можна виділити окремо баланс органічної речовини, азоту, води, мінеральних елементів, легкорозчинних солей.
У процесі грунтоутворення розрізняються прибуткові і видаткові статті балансу.
До прибуткових статей балансу належать:
1) прихід С, N, зольних елементів з опадом і рештками рослин і тварин;
2) прихід тих самих елементів з кореневими виділеннями;
3) прихід N з атмосфери за рахунок азотфіксаторів;
4) прихід N з опадами;
5) прихід речовин з вітровим пилом;
6) прихід з твердим поверхневим стоком;
7) прихід з рідким поверхневим стоком;
8) прихід з капілярною каймою грунтових вод;
9) прихід з боковим (внутрішнім грунтовим) стоком;
10) прихід з добривами, меліорантами, зрошуваною водою.
Видаткові статті балансу грунту:
1) захоплення рослинами N і зольних елементів для утворення щорічного приросту;
2) втрати азоту за рахунок денітрифікації;
3) втрати С при мінералізації рослинного опаду і гумусу;
4) вимивання речовин низхідним током води за границю грунтового профілю – у грунтові води;
5) винос речовин всередині грунтовим стоком;
6) винос речовин поверхневим твердим стоком;
7) винос речовин поверхневим рідким стоком;
8) втрата речовин за рахунок дефляції;
9) винос N, С, мінеральних елементів з урожаєм сільськогосподарських культур, сіном, деревиною.
Різні речовини в одному і тому ж грунті можуть мати різний баланс: позитивний, від'ємний, нульовий.
Позитивний баланс характеризується акумуляцією речовин у грунті, яка може бути абсолютною, відносною і залишковою. Глобальне значення має абсолютна акумуляція вуглецю і азоту атмосфери, що відбувається в процесі життєдіяльності зелених рослин і азотофіксуючих мікроорганізмів. Ці елементи накопичуються у лісовій підстилці, степовій повсті, в гумусовому горизонті. Акумуляція може бути зумовлена надходженням речовин в грунт із грунтових вод, поверхневого і бокового стоків води. Це характерно для аридного клімату: вода випаровується, а речовини залишаються в грунті. В гумідному кліматі зазвичай речовини не накопичуються, оскільки винос перевищує прихід речовин. Однак можуть накопичуватися кремній, алюміній, залізо, кальцій у вигляді СаСО3, що спричинене привнесенням твердих частинок заплавними водами, делювіальним стоком, вітром. Формуються грунти абсолютного акумуляційного балансу речовин: заплавні, намиті, навіяні.
Відносна акумуляція речовин – збагачення верхньої частини профілю грунту мінеральними біофільними елементами внаслідок перекачування цих елементів рослинами з нижніх горизонтів або з нижньої частини товщі у поверхневі горизонти, хоч грунт в цілому їх не накопичує.
Вона залежить від вибіркової здатності рослин поглинати поживні речовини. Про ступінь відносної акумуляції різних хімічних елементів судять за коефіцієнтом біологічного поглинання А:
Ах = lх/nх,
де lх – вміст елемента х у золі рослин; nх – вміст елемента х у грунті, на якому росте рослина: для Р і S дорівнює 100n; Са, Mg, K дорівнює 10n; Mn, Cu, Mo дорівнює n; Si, Al, Fe, Ті, V дорівнює 0,1-0,001n.
Як визначив О.І.Перельман, залишкова акумуляція – це відносне накопичення в грунті речовин, які залишаються на місці при виносі інших, більш рухливих компонентів.
Від'ємний баланс спостерігається, коли винос речовин перевищує їх привнесення. Це відбувається в гумідних областях та ще на гірських еродованих схилах: привнесення речовин не компенсує виносу їх поверхневим чи внутрігрунтовим низхідним током. Збіднення грунтів може бути загальнопрофільне і погоризонтне. Наприклад, профіль підзолистого грунту збіднений на катіони; в аридних грунтах відбувається винос легкорозчинних солей тільки на деяку глибину.
Нульовий баланс характеризується тим, що винос і притік речовин скомпенсовані.
Водний баланс і водний режим грунтів є регуляторами балансу речовин. В.А. Ковда виділив такі типи балансу речовин: різко від'ємний, від'ємний, зрівноважений, змінний, позитивний, накопичувальний.
Різко від'ємний – характерний для схилів рівнинних територій з ерозійно-промивним водним режимом, для розораних схилів рівнинних територій:
S = So + R – FSs – FSm – FL,
де S – кількість речовин у кінці балансового періоду; So – на початку балансового періоду; R – кількість речовини атмосферних опадів; FSs – поверхневого стоку (розчинний матеріал); FSm – поверхневого стоку (твердий матеріал); FL – внутрігрунтовий боковий стік.
Від'ємний баланс – властивий для територій з промивним водним режимом, формується на дренованих плато і рівнинах з глибокими грунтовими водами; опади переважають над випаровуванням:
S = So + R – FSs – FSm – FL – ln,
де ln – інфільтрація (низхідний стік). У таких умовах формуються грунти під лісом.
Зрівноважений баланс спостерігається при непромивному водному режимі, характерний для територій аридного і напіваридного
клімату, де глибина грунтових вод більша 7 м. У таких умовах речовини з грунту виносяться шляхом поверхневого і бокового токів води:
S = So + R + FSs + FSm + FL.
Формуються грунти: степові чорноземи, каштанові, бурі напівпустельні, сіроземи.
Змінний баланс спостерігається при вологому кліматі, на рівнинах або зниженнях рельєфу, з рівнем грунтових вод 1-3 м, слабовід-тічних грунтових водах. Може бути позитивним, від'ємним і нульовим. Формуються чорноземно-лучні, напівболотні, болотні грунти лісостепу.
S = So + R + GW + FSs + FL – ln
де GW – надходження речовин з капілярною каймою грунтових вод.
Позитивний баланс забезпечуються намивним водним режимом. Він формується у заплавах і дельтах річок, що періодично пересихають:
S = So + R + FSm + FSs + FL + GW + FW + ln
де FW – надходження речовин, які приносяться намивними водами.
Накопичувальний баланс формується при випітному водному режимі; характерний для солончаків з глибиною грунтових вод 1-3 м:
S = So + R + FLm + FLs + GW.
У цій формулі GW > R > FLm > FLs.